آنتی اسکالانت ضد رسوب ممبران اسمز معکوس
آنتی اسکالانت Antiscalant ها پلیمرهایی بر پایه آکریلیک اسید (Acrylic acid polymers) و یا ارگانوفسفات (Organophosphatess) می باشند که وظیفه کنترل تشکیل رسوب کربنات کلسیم در شرایط LSI و S&DSI مثبت و کنترل تشکیل سایر رسوبات (سولفات ها ، فلوئورید ، سیلیس و …) در شرایط SR بالاتر از ۱۰۰ % را بر روی ممبرین های اسمز معکوس بر عهده دارند و به زبان ساده تر، آنتی اسکالانت ها مانع از تشکیل رسوب (scaling) روی سطح ممبرین RO می شوند.
Antiscalant آنتی اسکالانت ضد رسوب ممبران اسمز معکوس
آنتی اسکالانت ( Antiscalant )
آنتی اسکالانت ها معممولا قبل از فیلتر کارتریج تزریق می شوند و چون دارای بار الکتریکی منفی می باشند ، جذب کریستال های رسوب با بار مثبت می شوند و باعث می شوند که رسوب دیگر رشد نکند، در واقع آنتی اسکالانت ها رسوب را از بین نمی برند ، بلکه سرعت تشکیل رسوب را کند می کنند تا رسوب به راحتی شکل نگیرد (کریستالی نشود) و توسط آب حل شده و از سطح ممبرین شسته شود.
باید به این نکته دقت داشت که هر آنتی اسکالانت روی یک دسته از رسوبات تاثیر می گذارد و به همین دلیل نمی توان از یک آنتی اسکالانت برای تمام رسوبات استفاده کرد.
| مواد ضد رسوب (آنتی اسکالانت Antiscalant ) ممبران اسمز معکوس | |||
| نام ماده | کاربرد | ویژگی‌ها | مشخصات فیزیکی |
| RO-100 | بازدارنده رسوب ممبران اسمز معکوس | جلوگیری از تشکیل رسوبات کربنات کلسیم، فسفات کلسیم و آهن، قابل استفاده تا اندیس لانژلیر حدود ۲ و سیلیس پایین و سولفات پایین تا متوسط، مقدار مصرف: حدود ppm8-2 | رنگ: زرد یا کهربایی کمرنگدانسیته در دمای °C20: 14/1-09/1
pH محلول: کمتر از ۳ |
| RO-110 | بازدارنده رسوب ممبران اسمز معکوس | جلوگیری از تشکیل رسوبات کربنات کلسیم، فسفات کلسیم، آهن و نیز سولفات و سیلیکای پایین تا متوسط، قابل استفاده تا اندیس لانژلیر حدود ۵/۲،مقدار مصرف: حدود ppm8-2 | رنگ: زرد کمرنگدانسیته در دمای °C20: 11/1-06/1
pH محلول: کمتر از ۲ |
| RO-120 | بازدارنده رسوب ممبران اسمز معکوس | جلوگیری از تشکیل رسوبات کربنات کلسیم، فسفات کلسیم و آهن و نیز سولفات و سیلیکای پایین تا متوسط، قابل استفاده تا اندیس لانژلیر حدود ۵/۲ و قلیائیت پایین تا متوسط،مقدار مصرف: حدود ppm5-2 | رنگ: کهربایی یا زرددانسیته در دمای °C20: 25/1-18/1
pH محلول: کمتر از ۳ |
| RO-140 | بازدارنده رسوب ممبران اسمز معکوس | دامنه کاربرد بسیار گسترده و قابل استفاده در تمامی دستگاه‌های اسمز معکوس با آب‌های خام متفاوت (حتی آب دریا) و تا اندیس لانژلیر حدود ۵/۲ و مقدار سیلیکای حدودppm120،مقدار مصرف: حدود ppm8-2 | رنگ: کهربایی یا زرددانسیته در دمای °C20: 15/1-11/1
pH محلول: کمتر از ۵ |
| RO-160 | بازدارنده رسوب ممبران اسمز معکوس | جلوگیری از تشکیل رسوب در سیستمهای اسمز معکوس و نانوفیلتراسیون که با آب دریا تغذیه میشوند و نیز آب‌هایی که دارای سولفات، سیلیکا، باریم و استرونسیم بالا هستند، قابل استفاده تا اندیس لانژلیر حدود ۳ و مقدار سیلیکای حدود ppm130 مقدار مصرف: حدود ppm5-1 | رنگ: کهربایی یا زرددانسیته در دمای °C20: 25/1-16/1
pH محلول: کمتر از ۴ |
| RO-180 | بازدارنده رسوب ممبران اسمز معکوس | ضدرسوب قلیایی برای جلوگیری از تشکیل رسوب در سیستمهای اسمز معکوس و نانوفیلتراسیون با انواع مختلف آب خام (لب شور، سیلیکای بالا، سولفات بالا، دریا و…) ، قابل استفاده تا اندیس لانژلیر حدود ۳ و مقدار سیلیکای حدود ppm130مقدار مصرف: حدود ppm8-2 | رنگ: قهوه‌ای یا کهرباییدانسیته در دمای °C20: 15/1-10/1
pH محلول: ۱۳-۱۰ |
آنتی اسکالانت چیست؟
تزریق آنتی اسکالانت (نرم افزار CoRoLa-T )
میزان تزریق انواع مواد ضد رسوب آب بستگی به پارامترهایی همچون آنالیز آب، میزان دبی، دما، pH، میزان ریکاوری سیستم، منبع آب، نوع ممبرین و نحوه آرایش ممبرین ها دارد. به طور معمول میزان تزریق آنتی اسکالانت ها در محدوده ۱ الی ppm 6 می باشد.
Antiscalant آنتی اسکالانت ضد رسوب ممبران اسمز معکوس
فروش مواد ضد رسوب ممبران (آنتی اسکالانت)
علت تزریق آنتی اسکالانت
علت تزریق آنتی اسکالانت ها در سیستم های تصفیه آب صنعتی به طریقی می باشد که آنتی اسکالانت ها باعث پراکندگی رسوبات در آب های تصفیه نشده و یا حاوی انواع املاح های رسوب گذار میگردد و همین پراکندگی رسوبات باعث میشود که در ممبران های سیستم های اسمز معکوس (تصفیه آب) رسوب گذاری انجام نشود .
طریقه تزریق آنتی اسکالانت
معمولا آب های خام و یا به عبارتی تصفیه نشده دارای املاح ذیل می باشند که با ورود به سیستم های تصفیه آب صنعتی (آب شیرین کن) باعث رسوب گذاری در غشاء میکرونی ممبرانها میگردند و میتوان با تزریق مقدار مناسبیآنتی اسکالانت و با استفاده از نرم افزارهای مربوطه نظیر (coro-laT) میتوان از این رسوب گذاری ها جلوگیری نمود:
۱٫ کربنات کلسیم (CaCO₃)
۲٫ سولفات کلسیم (CaSO₄)
۳٫ سولفات باریم (BaSO₄)
۴٫ سولفات استرانسیوم
معمولا رسوبات سیلیکا (SiO₂) و فلورید کلسیم (caf) کمتر شایع هستند، اما می تواند مشکل ساز باشد.
اهمیت استفاده از آنتی اسکالانت
اهمیت استفاده ازآنتی اسکالانت در سیستم های تصفیه آب به روش اسمز معکوسRO به علت پدیده رسوب و گرفتگی بر روی غشاء ممبران ها سرمایه گذاری بر روی آنتی اسکالانت ها از اهمیت ویژه ای برخوردار می باشد.
تولید آنتی اسکالانت
ساخت آنتی اسکالانت های دست ساز جهت حذف رسوباتی سخت نظیر سیلیس sio2 توسط شرکت جهان آب آنتی اسکالانت ساخت شرکت جهان آب با تمامی ممبران ها سازگار می باشد و طریقه ساخت آنتی اسکالانت این شرکت بر اساس فرمول شیمیایی آنتی اسکالانت های اروپایی می باشد. (از اینرو شرکت جهان آب مفتخر می باشد که یکی از بزرگترین وارد کننده و تولید کننده آنتی اسکالانت در داخل کشور باشد و فروش آنتی اسکالانت ها را با بهترین کیفیت و قیمت مناسب در اختیار هموطنان گرامی قرار میدهد.)
فرایند ترسیب عبارت از نشست نمکهای کم محلول روی سطح غشاء و فولینگ عبارت از تجمع مواد معلق جامد و میکروارگانیسمها روی سطح غشاء میباشد. فولینگ در سیستمهای RO یک پدیده طبیعی تلقی میشود که با عملیات پیش تصفیه و فیلتراسیون مناسب و شستشوی شیمیائی در مواقع نیاز قابل کنترل است.
لایه گذاری شیمیایی ( Scaling ) ناشی از ترکیبات معدنی محلول در آب همچون کربنات کلسیم (CaCO3) ، سولفات کلسیم (CaSO4 )، سیلیکا (SiO2) یا دی اکسید سیلیکون ، سولفات باریم (BaSO4) و … می تواند موجب محدودیت راندمان کاری سیستم های فیلتراسیون غشایی ، افزایش فشار و درنتیجه افزایش مصرف انرژی و هزینه های مرتبط با آن ، کاهش کیفیت آب بدست آمده ، شست و شوها و از کارافتادگیهای مکرر می شود . لازم به ذکر است عمر مفید فیلترهای غشایی بر اثر پدیده هایی چون لایه گذاری شیمیایی ( Scaling ) کاهش می یابد.
تشکیل رسوب زمانی آغاز می شود که غلظت يك نمك از حلاليت آن در شرایط محلول بالاتر رود. هستههای اولیه کریستال نقش کاتالیزوری را برای تشکیل کریستالهای بیشتر از نمک بازی میکند. اين كريستالهاي نمك به شرط اينكه به اندازه و جرم حجمي لازم برسند از حالت معلق خارج مي‌شوند و شروع به رسوب‌دهي مي‌كنند. فرآيند ته‌نشيني رسوب تا زماني ادامه خواهد داشت كه يونهای تشکیل دهنده نمک در محلول به صورت فوق اشباع باشند.
علل لایه گذاری شیمیایی ( Scaling ) را می توان به چهار دسته کلی تقسیم بندی نمود:
افزایش غلظت مواد معدنی محلول در آب ورودی به غشا.
افزایش PH آب.
ایجاد و افزایش سطوح مورد نیاز برای ترسیب که با استمرار لایه گذاری شیمیایی ( Scaling ) این سطح موردنیاز افزایش می یابد.
افزایش دمای آب.
معمولا مشکلاتی که در اثر لایه گذاری شیمیایی ( Scaling ) در فیلتر های غشایی به وجود می آید ، عبارتند از :
کاهش کیفیت و مقدار جریان آب عبوری.
افزایش افت فشار و فشار مورد نیاز و مصرف انرژی و هزینه ناشی از آن.
شست و شوهای بیشتر و با فواصل زمانی کمتر برای بهبود عملیات که منجر به کاهش عمر مفید غشاها و افزایش هزینه می شود.
از کارافتادگی های مکرر و بلند مدت.
پارگی و گسیختگی غشا در برخورد با کریستال های رسوبی نوک تیز.
تشکیل رسوبات مختلف با توجه به ماهیت رسوب قابل کنترل یا غیر کنترل میباشد. برخی رسوبات نظیر سولفات و سیلیکات پس از تشکیل بسیار سخت شستشو میشوند. همچنین این رسوبات باعث کاهش سریع و شدید کارائی سیستم RO میشوند. بنابراین باید با پیش تصفیه مناسب، کار با میزان جریانهای طراحی و تزریق مواد شیمیایی مناسب از تشکیل این رسوبات جلوگیری نمود.
رسوب و گرفتگي قادر به كاهش فضاي موثر بين مواد بوده و موجب كاهش تلاطم جريان مي‌شوند كه نتيجه آن، افزايش پلاريزاسيون غلظت در سطح غشاء است. هر چه غلظت محلول در سطح غشاء بيشتر باشد به همان نسبت، املاح بيشتري از خود عبور ميدهد. وقتي كه سطح موثر غشاء كاهش يابد، تلاطم، كاهش خواهد يافت و تميز نمودن سطح غشاء مشكلتر مي‌شود، زيرا امكان فرستادن محلول شيميايي به سطوح مسدود شده توسط مواد جامد كاهش مي يابد. امكان جلوگيري از تشكيل رسوب با استفاده از بازدهي صحيح سيستم و تزريق مواد شيميايي وجود دارد.
مواد بازدارنده با جلوگيري از رشد كريستال نمك، سرعت فرآيند ته نشيني را كاهش مي‌دهند. اين مواد در سطح كريستال نمك تشكيل شده جذب و با جلوگيري از جذب بيشتر نمك فوق اشباع در سطوح كريستال، سرعت گسترش كريستال نمك را كاهش مي‌دهند و به این ترتیب هسته های اولیه کریستال هرگز به اندازه یا غلظت کافی برای ترسیب نمیرسند.
اكثر مواد بازدارنده، خاصیت معلق نگهدارندگی نیز دارا هستند. خاصیت معلق نگهدارندگی با محاصره ذرات معلق نمك، آهن يا مواد جامد آلي صورت گرفته و سبب دفع آنها توسط سایر آنیونهای موجود در محلول میشود. این فرایند از تجمع ذرات و تشکیل ذرات بزرگتر که احتمال ترسیب آنها وجود دارد، جلوگیری مینماید.
بازدارنده‌هاي رسوب فقط در كاهش فرآيند تشكيل رسوب يا كاهش فرآيند و تراكم ذرات رسوب مؤثرند و فرایند ترسیب را بطور کامل متوقف نمیسازند. البته در یک سيستم RO کافی است تا مواد بازدارنده از تشکیل رسوب تا هنگام خروج جریان غلیظ از سیستم بخوبی عمل کند.
مقايسه مواد بازدارنده رسوب
اغلب بازدارنده‌هاي رسوب دارای ساختار مولکولی با گروههای عاملی شامل اسيد كربوكسيليك (-COOH) یا فسفات هستند. مولكول‌هاي پلي اكريل با وزن مولکولی پائین (جرم مولكولي بين ۱۰۰-۵۰۰۰) شامل چندين گروه عامل اسيد كربوكسيليك هستند و به طور مشترك در بسياري از بازدارنده‌ها مورد استفاده قرار مي‌گيرند. اين بازدارنده‌ها در جلوگيري از تشكيل سولفات و كربنات جزء بهترين‌ها هستند، اما خاصيت پراكنده‌سازي آنها محدود است.
هگزا متا فسفات سديم (SHMP )، يكي از موادي است كه به عنوان بازدارنده انتخاب مي‌شود، زيرا علاوه بر نقش بازدارندگي خوب، ارزان قيمت نیز میباشد. از جمله معایب اين ماده، ناپايداري و نیز انحلال دشوار آن در آب ميباشد. در حقيقت، اگر SHMP هر سه روز مجدداً به هم زده نشود، هگزا متا فسفات، به فسفات هيدروليز مي‌شود كه در pH خنثي باكلسيم تركيب شده و فسفات تشكيل ميدهد. اين نمك مي‌تواند موجب گرفتگي غشاء سيستم شود. استفاده از هگزا متا فسفات به عنوان يك بازدارنده رسوب براي سيستم‌هاي RO به دليل وابستگي زياد آن به مصرف صحيح، عموميت پيدا نكرده است.
ارگانو فسفوناتها در مقايسه با سديم هگزا متا فسفات پايدارتر هستند. خواص بازدارندگي و پراكنده‌سازي اين ماده شبيه به سديم هگزا متا فسفات است. اما بر خلاف سديم هگزا متا فسفات، اين ماده پايدار است.
پلي اكريل با جرم مولكولي سنگين (جرم مولكولي بين ۶۰۰۰ تا ۲۵۰۰۰) در پراكنده‌سازي، بهترين اثر را دارد، اما به اندازه‌ي اكريلهاي سبك در بازدارندگي رسوب مؤثر نيستند.
همانطور که پیش از این گفته شد، کاربرد بازدارنده‌هاي تركيبي، نتايج بهتري را نسبت به بازدارنده‌هاي تك مولكولي از خود نشان مي‌دهند. در صورت استفاده از يك بازدارنده تك مولكولي، احتمال بيشتري وجود دارد كه تزريق بيش از حد بازدارنده موجب شود كه خود بازدارنده به صورت كاتيون چند ظرفيتي از محلول خارج شود. با تركيب توليدات و استفاده از بازدارنده چند مولكولي، ساير بازدارنده‌ها مي‌توانند در جلوگيري از رسوب‌دهي اولين بازدارنده مؤثر باشند. همچنين به غلظت كمتري از هر يك از اجزاي مستقل بازدارنده‌ها نياز خواهد بود.
بعضی انواع بازدارنده‌هاي تركيبي، شامل پلي اكريل با جرم مولكولي سبك وسنگين هستند تا از قدرت كافي براي باز دارندگي و پراكنده‌سازي برخوردار باشند. به علاوه ساير بازدارنده‌ها، تركيبي از ارگانوفسفات اكريلات با جرم مولكولي سبكتر هستند كه علاوه بر متفرق نمودن خوب، خصوصيات يك بازدارنده را دارا مي‌باشند.
بعضي اوقات، فعاليت بيولوژيكي در تانك بازدارنده رسوب مي‌تواند موجب ايجاد مشكل شود. رشد بيولوژيكي مي‌تواند موجب انسداد مسير خوراك پمپ تزريق شده و در نتيجه جريان بازدارنده متوقف شود. معمولاً مواد بازدارنده یا معلق نگهدارنده حاوی مقداری مواد بایوساید نیز میباشند. اما باید در زمان رقیق سازی این محلولها در تانکهای مصرف روزانه دقت کافی مبذول گردد تا غلظت این مواد بایوساید در محلول رقیق از حداقل مقدار موثر کمتر نشود. این مقدار معمولاً از سوی سازندگان قید میشود. با توجه به اینکه مواد بازدارنده فرایند ترسیب را کند نه متوقف مینمایند، لذا نباید سیستم برای مدت طولانی در حالت فوق اشباع از نمکها خارج از سرویس باقی بماند. معمولاً یک شیر اتوماتیک برقی بطور موازی با جریان دفعی نصب میشود تا درست قبل از سرویس خارج شدن سیستم باز شده و کل المنتها از نمکهای فوق اشباع تخلیه گردد.
در برخی موارد از یک تانک برای تزریق دو یا چند ماده شیمیائی در زمانهای مختلف استفاده میشود. در این صورت باید دقت کافی معطوف به عدم اختلاط مواد با یکدیگر گردد تا لطمهای به کارائی آنها و سیستم وارد نشود.
